2023届新高考化学一轮复习(多选)鲁科版第五章第2课时　元素周期表与元素周期律学案

第2课时元素周期表与元素周期律1.认识元素性质与元素在元素周期表中位置的关系。2.知道元素周期表的结构,以第三周期的钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯,以及碱金属和卤族元素为例,了解同周期、同主族元素性质的递变规律。3.能从原子价电子数目和价电子排布的角度解释元素周期表的分区、周期和族的划分,能列举元素周期律(表)的应用。4.能说出元素电离能、电负性的含义,能描述主族元素第一电离能、电负性变化的一般规律,能从电子排布的角度对这一规律进行解释,能说明电负性大小与原子在化合物中吸引电子能力的关系,能利用电负性判断元素的金属性与非金属性的强弱,推测化学键的极性。5.能结合有关资料说明元素周期律(表)对合成新物质、制造新材料的指导作用。6.能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构,分析、预测、比较元素及其化合物的性质。7.学生必做实验:同周期、同主族元素性质的递变。元素周期表1.元素周期表的结构(1)原子序数按照元素在周期表中的顺序给元素编号,称之为原子序数,原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。(2)结构及编排原则规律总结周期(72.元素周期表的分区(1)原子结构与元素周期表的关系周期能层数每周期第一种元素每周期最后一种元素原子序数基态原子的简化电子排布式原子序数基态原子的电子排布式一111s121s2二23[He]2s1101s22s22p6三311[Ne]3s1181s22s22p63s23p6四419[Ar]4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五537[Kr]5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六655[Xe]6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6七787[Rn]7s11181s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d105f146s26p66d107s27p6(2)根据原子核外电子排布分区①分区简图:②各区元素原子价电子排布特点及化学性质分区元素分布价电子排布元素性质特点s区ⅠA族、ⅡA族ns1～2除氢外都是活泼金属元素;通常是最外层电子参与反应p区ⅢA～ⅦA族、0族ns2np1～6(氦除外)通常是最外层电子参与反应过渡元素d区ⅢB～ⅦB族、Ⅷ族(除镧系、锕系外)(n-1)d1～9ns1～2(钯除外)d轨道可以不同程度地参与化学键的形成ds区ⅠB族、ⅡB族(n-1)d10ns1～2金属元素f区镧系、锕系(n-2)f0～14(n-1)d0～2ns2镧系元素化学性质相近,锕系元素化学性质相近3.元素周期表的三大应用(1)科学预测:为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。(2)寻找新材料(3)指导工农业生产。[理解辨析]1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)元素周期表中共有18个纵列、16个族。()(2)同族元素原子的最外层电子数一定相同。()(3)元素周期表中位于金属与非金属分界线附近的元素属于过渡元素。()(4)ⅠA族包含元素种数最多且全部是金属元素。()(5)两短周期元素原子序数相差8,则周期序数一定相差1。()解析:(1)8、9、10纵列为第Ⅷ族,因此元素周期表中有18个纵列、16个族。(2)同主族元素原子最外层电子数相同,但0族最外层电子数为2或8,不相同。(3)过渡元素是指元素周期表中ⅢB族(第3列)到ⅡB族(第12列),共10列所含元素。(4)含元素种类最多的族是第ⅢB族,共有32种元素,ⅠA族中的H是非金属元素。(5)短周期元素种数分别为2、8、8,因此元素原子序数相差8,则周期序数一定相差1。答案:(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√2.想一想中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。如何推断铟(49In)在周期表中的位置?提示:方法一根据原子核外电子排布规则,该原子结构示意图为,据此判断该元素位于元素周期表第五周期第ⅢA族。方法二可利用稀有气体原子序数确定主族元素在周期表中的位置,36<49<54,In位于元素周期表第五周期;54-49=5或49-36=13,In位于元素周期表第五周期第13列,即第五周期第ⅢA族。3.做一做第四周期中,未成对电子数最多的元素是(填名称)。

(1)它位于族。

(2)核外电子排布式是。

(3)它有个能层,个能级,种运动状态不同的电子。(4)价电子排布式:,

价电子轨道表示式:。

(5)属于区。

答案:铬(1)ⅥB(2)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)(3)4724(4)3d54s1(5)d元素周期表的结构1.(2021·山东日照一模改编)某种具有高效率电子传输性能的有机发光材料的结构简式如图所示。下列关于该材料组成元素的说法正确的是(D)A.五种组成元素中有四种元素位于p区且均位于同一周期B.Al所在主族的元素与同周期的第ⅡA族元素原子序数一定相差1C.H元素所在列所含元素种数最多D.基态N原子核外有7种运动状态不同的电子解析:由该材料结构简式可知,组成该物质的元素有H、C、N、O和Al,H位于第一周期,属于s区,而C、N、O均位于第二周期,均属于p区,Al位于第三周期,属于p区,故A错误;长周期的第ⅡA族与第ⅢA族之间隔着过渡元素,共10个纵列,故第ⅢA族元素与同周期的第ⅡA族元素原子序数相差1(第二、第三周期)、11(第四、第五周期)或25(第六、第七周期),B项错误;周期表中含元素种数最多的是第3列,因为包含镧系、锕系各15种元素,故C错误;N的原子序数为7,核外有7个电子,每个电子运动状态都不同,即基态N原子核外有7种运动状态不同的电子,故D正确。2.随着元素不断被发现,种类越来越多,化学家们开始对它们进行分类和整理,以求发现系统的元素体系。关于下表的说法正确的是(C)A.表中数字代表元素的原子序数B.表中元素的排列依据是元素的原子结构C.推测表中“?=70”指代的元素的最高化合价为+4D.每一纵行(列)都对应现在常用的元素周期表中的一族解析:表中数字代表元素的相对原子质量,故A错误;表中元素的排列依据是相对原子质量的大小,故B错误;推测表中“?=70”和C、Si在同一横排,属于同主族,所以元素的最高化合价为+4,故C正确;每一横行都对应现在常用的元素周期表中的一族,故D错误。元素周期表的应用3.部分元素在周期表中的分布如图所示(虚线为金属元素与非金属元素的分界线),下列说法不正确的是(B)A.虚线左侧是金属元素B.As处于第五周期第ⅤA族C.Si、Ge可作半导体材料D.Sb既有金属性又有非金属性解析:根据位置,由Si处于第三周期第ⅣA族可推知,As处于第四周期第ⅤA族,选项B不正确。4.(2021·浙江杭州模拟)如图,X、Y、Z、W四种短周期元素的原子最外层电子数之和为21。下列说法正确的是(D)A.原子半径(r):r(Z)>r(Y)>r(X)B.X的氢化物一定比Y的氢化物的沸点要低C.WY2、WZ4、WX均有熔点高、硬度大的特性D.某病毒DNA链中有T元素,可能是T取代了普通DNA链中的P元素解析:设X的最外层电子数为a,则Y、W、Z的最外层电子数分别为a+2、a、a+3,从而得出a+(a+2)+a+(a+3)=21,a=4,故X、Y、W、Z分别为C、O、Si、Cl,由T在周期表中的位置可知,T为As元素。X、Y、Z分别为C、O、Cl,C、O为同周期元素,C在O的左边,则原子半径(r)为r(C)>r(O),A不正确;X、Y分别为C、O,若X的氢化物中碳原子数比较多(如石蜡),常温下呈固态,则其沸点可能比Y的氢化物(H2O)的沸点要高,B不正确;SiCl4在固态时形成分子晶体,其熔点较低、硬度较小,C不正确;某病毒DNA链中有As元素,As与P同主族且相邻,可能是As取代了普通DNA链中的P元素,D正确。元素周期律1.元素周期律(1)元素周期律(2)元素性质的周期性变化规律①主族元素性质的变化规律项目同周期(左→右)同主族(上→下)原子结构相似性电子层数相同最外层电子数相同递变性核电荷数逐渐增大逐渐增大电子层数相同逐渐增多原子半径逐渐减小逐渐增大性质相似性单质化学性质相似递变性元素化合价最高正化合价由+1→+7(O、F除外)最低负化合价=-(8-主族序数)相同,最高正化合价=主族序数(O、F除外)金属性逐渐减弱逐渐增强非金属性逐渐增强逐渐减弱化合物离子的氧化性、还原性阳离子氧化性逐渐增强阴离子还原性逐渐减弱阳离子氧化性逐渐减弱阴离子还原性逐渐增强气态氢化物稳定性逐渐增强逐渐减弱最高价氧化物对应的水化物的酸碱性碱性逐渐减弱酸性逐渐增强碱性逐渐增强酸性逐渐减弱②对角线规则:在元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的,如。2.元素性质的比较判断(1)电离能①第一电离能:气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,符号为I1,单位为kJ·mol-1。②意义:表示原子失去电子的难易程度。第一电离能数值越小,气态原子越易失去一个电子,该元素的金属性越强;反之,第一电离能数值越大,气态原子越难失去一个电子。③规律a.同周期:第一种元素的第一电离能最小,最后一种元素的第一电离能最大,从左到右总体呈现增大的变化趋势;同周期ⅡA族、ⅤA族元素第一电离能比相邻元素都高。b.同族元素:从上到下第一电离能变小。c.同种原子:逐级电离能越来越大(即I1<I2<I3…)。(2)电负性①含义:用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。元素的电负性越大,表示其原子对键合电子的吸引力越大。②变化规律:除稀有气体外,一般来说,同周期从左至右,元素的电负性逐渐变大,同主族元素从上到下,元素的电负性逐渐变小。③意义a.判断一种元素是金属元素还是非金属元素。金属元素的电负性一般小于1.8,非金属元素的电负性一般大于1.8,而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右。b.判断化合物中元素化合价的正、负。化合物中,电负性大的元素易呈现负价,电负性小的元素易呈现正价。c.判断化学键的性质。电负性差值大(一般以1.7为界)的元素原子之间形成的主要是离子键,差值小的元素原子之间形成的主要是共价键。(3)元素金属性和非金属性强弱的判断方法三表元素周期表:金属性“右弱左强,上弱下强,右上弱左下强”;非金属性“左弱右强,下弱上强,左下弱右上强”金属活动性顺序表:按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Hg、Ag、Pt、Au的顺序,金属性逐渐减弱(其中Pb>Sn)非金属活动性顺序表:按F、O、Cl、Br、I、S的顺序,非金属性逐渐减弱三反应置换反应:强的置换弱的,适合金属也适合非金属与水或非氧化性酸反应越剧烈,或最高价氧化物对应水化物的碱性越强,则金属性越强与氢气反应越容易,生成的气态氢化物的稳定性越强,或最高价氧化物对应水化物的酸性越强,则非金属性越强氧化性金属离子的氧化性越弱,对应元素的金属性越强还原性非金属氢化物或非金属阴离子的还原性越弱,对应元素的非金属性越强3.学生必做实验:同周期、同主族元素性质的递变实验一实验目的探究碱金属元素性质递变规律实验操作实验现象都能在空气中燃烧,钠产生黄色火焰,钾产生紫色火焰(透过蓝色钴玻璃),钾燃烧更剧烈金属浮在水面上,熔成闪亮的小球,四处游动,发出嘶嘶的响声,反应后的溶液呈红色;钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧实验结论金属的活泼性:K>Na金属的活泼性:K>Na实验二实验目的探究卤素单质间的置换反应实验操作实验现象振荡、静置后,溶液由无色变为橙黄色振荡、静置后,溶液由无色变为褐色振荡、静置后,溶液由无色变为褐色实验结论氧化性:Cl2>Br2>I2实验三实验目的比较同周期主族元素金属性强弱实验操作实验现象加热前,镁条表面附着了少量无色气泡,加热至沸腾后,有较多的无色气泡冒出,滴加酚酞溶液变为粉红色没有明显变化实验操作实验现象先生成白色絮状沉淀,滴加盐酸和氢氧化钠溶液后沉淀逐渐溶解先生成白色沉淀,滴加盐酸后沉淀逐渐溶解,滴加氢氧化钠溶液后沉淀不溶解结论金属性:Mg>Al金属性是指金属气态原子失电子能力的性质,金属活动性是指金属单质在水溶液中失去电子能力的性质,两者顺序基本一致,仅极少数例外。如金属性Pb>Sn,而金属活动性Sn>Pb。[理解辨析]1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强。()(2)第二周期元素从左到右,最高正价从+1递增到+7。()(3)元素的气态氢化物越稳定,元素的非金属性越强,氢化物水溶液的酸性也就越强。()(4)同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,离子半径也逐渐减小。()(5)元素的电负性越大,非金属性越强,第一电离能也越大。()(6)可以根据金属活动性顺序表判断元素原子电离能的大小。()解析:(1)第三周期非金属元素的非金属性从左到右依次增强,最高价含氧酸的酸性从左到右依次增强。(2)第二周期元素中,O没有最高正价,F没有正价。(3)元素的气态氢化物越稳定,非金属性越强,但其水溶液的酸性与元素非金属性没有必然联系。(4)同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,金属元素的阳离子半径逐渐减小,但金属阳离子核外电子层数比同周期非金属元素的阴离子核外电子层数少1,所以金属阳离子半径小于同周期非金属元素的阴离子半径。(5)如电负性O>N,非金属性O>N,而第一电离能N>O。(6)金属活动性顺序与元素相应的电离能大小顺序不完全一致,故不能根据金属活动性顺序表判断元素原子电离能的大小。答案:(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×2.想一想(1)如何比较F-、Na、Na+、Cl、Cl-的半径大小?提示:可以用“三看”法比较。“一看”电子层数,电子层数越多,半径越大;“二看”核电荷数,当电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;“三看”核外电子数,当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大,由此可得Na>Cl->Cl>F->Na+。(2)为什么Mg的第一电离能比Al大,P的第一电离能比S大?提示:第二、第三、第四周期的同周期主族元素,第ⅢA族(ns2np1)和第ⅥA族(ns2np4)元素与相邻第ⅡA族(ns2np0)和第ⅤA族(ns2np3)元素原子(p轨道处于全空或半充满状态,比较稳定)相比,p能级上多出的一个电子更易失去,所以其第一电离能小于同周期相邻的第ⅡA族和第ⅤA族元素,故第一电离能Mg>Al,P>S。3.做一做(1)第三周期所有元素的第一电离能(I1)大小顺序为(用元素符号表示)。(2)Na的逐级电离能中有次突跃。分别是哪级电离能发生突跃?。(3)F、Cl、Br、I的第一电离能由大到小的顺序为,电负性由大到小的顺序为。答案:(1)Na<Al<Mg<Si<S<P<Cl<Ar(2)2I2≫I1、I10≫I9(3)F>Cl>Br>IF>Cl>Br>I元素周期律的准确判断1.(2021·天津模拟)下列有关物质性质的比较,结论正确的是(A)A.热稳定性:PH3<H2S<H2OB.碱性:KOH>Al(OH)3>Mg(OH)2C.第一电离能:Na<Mg<AlD.室温下水溶性:NH3>Cl2>SO2解析:非金属元素的非金属性越强,简单气态氢化物的热稳定性越强,因为非金属性O>S>P,所以简单气态氢化物的热稳定性PH3<H2S<H2O,故A正确;金属元素的金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,因为金属性K>Mg>Al,所以碱性KOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,故B错误;同周期元素从左向右,半径减小,第一电离能呈增大趋势,但Mg元素最外层电子排布为全充满稳定结构,第一电离能大于Al元素,所以第一电离能Na<Al<Mg,故C错误;氨气在水中的溶解度为1∶700,氯气在水中的溶解度为1∶2.6,二氧化硫在水中的溶解度为1∶40,所以室温下水溶性NH3>SO2>Cl2,故D错误。2.有四种元素的基态原子的电子排布式如下:①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p3④1s22s22p5则下列有关比较中正确的是(A)A.第一电离能:④>③>②>①B.原子半径:①>②>③>④C.电负性:④>③>②>①D.最高正化合价:④>③=②>①解析:由电子排布式可知,①为S,②为P,③为N,④为F。第一电离能为④>③>②>①,A正确;原子半径应是②最大,④最小,B不正确;电负性应是④最大,②最小,C不正确;F无正价,最高正价为①>②=③,D不正确。元素金属性和非金属性的比较3.下列关于元素金属性和非金属性强弱比较的说法不正确的是(A)A.将大理石加入稀盐酸中,能产生CO2气体,说明Cl的非金属性强于C的B.Si与H2化合所需温度远高于S与H2化合所需温度,说明S的非金属性强于Si的C.Na与冷水反应剧烈,而Mg与冷水反应缓慢,说明Na的金属性强于Mg的D.Fe投入CuSO4溶液中,能置换出Cu,说明Fe的金属性比Cu的强解析:盐酸中的溶质HCl不是氯元素的最高价氧化物对应的水化物,虽然HCl的酸性比碳酸的强,但不能作为Cl、C非金属性强弱的判断依据,A错误;单质与H2越易化合,对应元素的非金属性越强,B正确;单质与水越易反应生成碱和H2,对应元素的金属性越强,C正确;较活泼的金属单质可将较不活泼的金属元素从它的盐溶液中置换出来,D正确。4.下列不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的事实是(A)①HCl比H2S稳定②HClO氧化性比H2SO4强③HClO4酸性比H2SO4强④Cl2能与H2S反应生成S⑤氯原子最外层有7个电子,硫原子最外层有6个电子A.②⑤ B.①②C.①②④ D.①③⑤解析:判断元素的非金属性强弱是根据元素的最高价氧化物对应水化物(即最高价含氧酸)的酸性强弱,而不是氧化性强弱,且HClO不是氯元素的最高价含氧酸,故②不能说明;最外层电子数多的元素非金属性不一定强,如最外层电子数I>O,但非金属性I<O,故⑤不能说明,故选A。电离能及电负性的应用5.在科学研究和生产实践中,仅有定性分析往往是不够的,为此,人们用电离能、电子亲和能、电负性来定量衡量或比较原子得失电子能力的强弱。请回答以下问题:(1)(2021·山东日照三模)与B、O同周期,第一电离能介于两者之间的有(填元素符号)。

(2)(2021·天津和平三模)P、S的第二电离能(I2)的大小关系为I2(P)(填“>”“<”或“=”)I2(S),原因是

。(3)(2021·河北唐山三模)磷青铜中的锡、磷两种元素电负性的大小为Sn(填“>”“<”或“=”)P。

(4)(2021·山东济南三模)一种二茂铁为骨架的新型手性膦氮配合物结构示意图如图,其中Ph为苯基,Ir为铱元素。该结构中电负性最大的元素为(填元素符号,下同),分子中第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为。解析:(1)同周期元素从左向右,第一电离能增大(第ⅡA族、第ⅤA族元素特殊),则第二周期元素中,第一电离能介于B和O之间的元素有Be、C。(2)P+的价电子排布式为3s23p2,S+的价电子排布式为3s23p3,属于半充满结构,能量低,稳定,难失去电子,所以I2(P)<I2(S)。(3)根据元素的电负性在周期表中的递变规律判断,同周期元素从左到右电负性逐渐增大,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,磷青铜中的锡、磷两种元素电负性的大小为Sn<P。(4)该物质含有H、C、N、O、P、Fe、Ir元素,同周期元素从左至右电负性逐渐增大,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,故该结构中电负性最大的元素为O;分子中第二周期元素为C、N、O,第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。答案:(1)Be、C(2)<S+的价电子排布式为3s23p3,属于半充满结构,能量低,稳定,难失去电子(3)<(4)ON>O>C电离能的4个应用(1)判断元素金属性的强弱电离能越小,金属原子越容易失去电子,该元素金属性越强;反之金属性越弱。(2)判断元素的化合价如果某元素的In+1≫In,则该元素的常见化合价为+n,如钠元素I2≫I1,所以钠元素的常见化合价为+1。(3)判断核外电子的分层排布情况多电子原子中,元素的各级电离能逐渐增大,有一定的规律性,当电离能的变化出现突变时,电子层数就可能发生变化。(4)反映元素原子的核外电子排布特点同周期元素从左向右,第一电离能并不是逐渐增大的,当元素的核外电子排布是全空、半充满和全充满状态时,第一电离能就会反常地大,如第一电离能Be>B,N>O。元素位、构、性综合应用元素位、构、性之间的关系:1.结构与位置互推是解题的核心(1)四个关系式①电子层数=周期序数。②质子数=原子序数。③最外层电子数=主族序数。④主族元素的最高正价=主族序数(O、F除外),最低负价=主族序数-8。(2)熟练掌握周期表的结构及周期表中的一些特殊规律①“凹”型结构。②各周期元素种类。③稀有气体的原子序数及在周期表中的位置。④同主族上下相邻元素原子序数的关系。⑤元素周期表的分区。⑥原子半径和离子半径的大小关系。2.性质与位置互推是解题的关键熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律,主要包括:(1)元素的金属性、非金属性、电负性。(2)元素的第一电离能。(3)金属与水或酸反应置换H2的难易程度,非金属单质与氢气化合的难易程度。(4)气态氢化物的稳定性。(5)最高价氧化物对应水化物的酸碱性。3.结构与性质互推是解题的要素(1)电子层数和价电子数决定元素的金属性和非金属性。(2)同主族元素最外层电子数相同,化学性质相似。(3)价电子排布决定成键状况。(4)核外电子排布的一原理三规则决定价层电子排布及一些特殊性质,如第一电离能的变化。元素位、构、性推断关系中的四个关注(1)关注关键词“难易”,判断元素非金属性或金属性的强弱,依据是元素原子在化学反应中得失电子的难易而不是得失电子的多少。(2)关注关键词“最高价”,根据元素的氧化物对应水化物的酸碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱时,必须是其最高价氧化物对应的水化物。(3)关注关键词“最简单”“稳定性”,通过氢化物比较元素非金属性的强弱时,必须是最简单气态氢化物的稳定性,注意C、N等有多种氢化物,稳定性与熔、沸点无关。(4)关注结构特点和特殊性质的描述,对核外电子排布特点(如价层电子排布、未成对电子、成对电子等)或物质特殊性质的描述往往是推断的突破口。1.(2021·山东泰安模拟)X、Y、Z、W、M为原子序数依次增大的短周期主族元素;由5种元素组成的某化合物是电池工业中的重要原料,该化合物的结构式如图所示。下列说法正确的是(C)A.原子半径:Y<Z<WB.最高价含氧酸酸性:Z>MC.电负性:X<M<WD.熔、沸点:Z的氢化物<W的氢化物解析:该化合物中X形成一个共价键,且原子序数最小,则X为H,Y可以形成3个共价键,应为N或B,Z形成4个共价键,原子序数大于Y,若Y为N,则Z为Si,W可以形成一个共价键,且原子序数大于Z,则此时W只能是Cl,这种情况下没有合理的M,所以Y为B,Z为C,W为F,M为S。同周期主族元素自左向右原子半径依次减小,所以原子半径F<C<B,即W<Z<Y,A错误;非金属性S>C,所以最高价含氧酸的酸性H2SO4>H2CO3,即Z<M,B错误;电负性F最大,H小于S,即X<M<W,C正确;Z的氢化物为烃,熔、沸点可能很大,可能很小,无法与Y的氢化物(HF)比较,D错误。2.(2021·福建新高考适应性考试,6)某种有机发光材料由不同主族的短周期元素R、W、X、Y、Z组成。五种元素的原子序数依次增大,W和X的原子序数之和等于Z的原子序数,只有W、X、Y同周期,且W、X、Y相邻。下列说法正确的是(D)A.离子半径:Z>Y>XB.最高正价:R<W<X<ZC.X的含氧酸均为强酸D.R与W能组成多种化合物解析:五种不同主族的短周期元素的原子序数依次增大,只有W、X、Y同周期,且W、X、Y相邻,则R为H元素,Z为第三周期元素,W、X、Y均为第二周期元素。W和X的原子序数之和等于Z的原子序数,五种元素不同主族,则Z不可能为Na;若Z为Mg,则没有满足条件的W和X;若Z为Al,则W、X、Y分别为C、N、O,符合题意;若Z为Si,则没有满足条件的W和X;若Z为P,则W、X、Y分别为N、O、F,而N与P同主族,不符合题意;若Z的原子序数再增大,则Y不可能为第二周期主族元素,综上所述,R为H元素、W为C元素、X为N元素、Y为O元素、Z为Al元素。电子层数相同时,核电荷数越小离子半径越大,所以离子半径N3->O2->Al3+,即X>Y>Z,故A错误;主族元素若有最高正价,则最高正价等于族序数,所以最高正价H<Al<C<N,即R<Z<W<X,故B错误;X为N元素,其含氧酸HNO2为弱酸,故C错误;H与C可以组成烷烃、烯烃等多种烃类化合物,故D正确。3.下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是(D)A.原子半径:W<XB.常温常压下,Y单质为固态C.气态氢化物热稳定性:Z<WD.X的最高价氧化物的水化物是强碱解析:W、X、Y和Z为短周期主族元素,依据位置关系可以看出,W的族序数比X多2,因主族元素族序数在数值上等于该元素的最高价(除F与O以外),可设X的族序数为a,则W的族序数为a+2,W与X的最高化合价之和为8,则有a+(a+2)=8,解得a=3,故X位于第ⅢA族,为Al元素,Y为Si元素,Z为P元素,W为N元素。根据上述分析可知W、X、Y和Z分别为N、Al、Si和P,同一周期从左到右元素原子半径依次减小,同一主族从上到下元素原子半径依次增大,则原子半径N<Al,A项正确;常温常压下,Si为固体,B项正确;同一主族从上到下元素非金属性依次减弱,气态氢化物的热稳定性依次减弱,则气态氢化物的稳定性PH3<NH3,C项正确;X的最高价氧化物的水化物为氢氧化铝,既可以和强酸反应又可以与强碱反应,属于两性氢氧化物,D项错误。元素位、构、性综合推断的思路1.(2021·山东卷,4)X、Y为第三周期元素、Y最高正价与最低负价的代数和为6,二者形成的一种化合物能以[XY4]+[XY6]-的形式存在。下列说法错误的是(D)A.原子半径:X>YB.简单氢化物的还原性:X>YC.同周期元素形成的单质中Y氧化性最强D.同周期中第一电离能小于X的元素有4种解析:Y位于第三周期,且最高正价与最低负价的代数和为6,则Y是Cl元素,由X、Y形成的阴离子和阳离子知,X与Y容易形成共价键,根据化合物的形式知X是P元素。P与Cl在同一周期,则P半径大,即X>Y,A项正确;两者对应的简单氢化物分别是PH3和HCl,半径是P3->Cl-,所以PH3的失电子能力强,还原性强,即X>Y,B项正确;同周期元素中Cl元素电负性最大,所以Cl2的氧化性最强,C项正确;同周期元素从左到右,第一电离能呈现增大的趋势,第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能大于相邻元素的第一电离能,则第三周期第一电离能从小到大依次为Na、Al、Mg、Si、S、P、Cl,所以第三周期中第一电离能小于P的元素有5种,D项错误。2.(2020·山东卷,3)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2,Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是(C)A.第一电离能:W>X>Y>ZB.简单离子的还原性:Y>X>WC.简单离子的半径:W>X>Y>ZD.氢化物水溶液的酸性:Y>W解析:四种短周期主族元素的原子序数依次增大,基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,若X为第二周期元素,则X可能为Be或O,若X为第三周期元素,则没有满足条件的X,Z与X能形成淡黄色化合物Z2X2,该淡黄色化合物为Na2O2,则X为O元素,Z为Na元素;Y与W的最外层电子数相同,则Y为F元素,W为Cl元素。同一周期元素从左向右第一电离能总趋势为逐渐增大,同一主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,故四种元素第一电离能从大到小的顺序为F>O>Cl>Na,A错误;单质的氧化性越强,简单离子的还原性越弱,O、F、Cl三种元素的非金属性F>O>Cl,故简单离子的还原性Cl->O2->F-,B错误;电子层数越多简单离子半径越大,电子层结构相同的离子,原子序数越大半径越小,故四种元素离子半径从大到小的顺序为Cl->O2->F->Na+,C正确;F元素的非金属性强于Cl元素,则形成氢化物后F原子束缚H原子的能力强于Cl原子的,在水溶液中HF不容易发生电离,故HCl的酸性强于HF,D错误。3.(2021·广东卷,13)一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中,X的原子核只有1个质子;元素Y、Z、W原子序数依次增大,且均位于X的下一周期;元素E的原子比W原子多8个电子。下列说法不正确的是(C)A.XEZ4是一种强酸B.非金属性:W>Z>YC.原子半径:Y>W>ED.ZW2中,Z的化合价为+2价解析:题给化合物结构中X、W、E均形成1个共价键,Y形成4个共价键,Z形成2个共价键。X的原子核只有1个质子,则X为H元素;元素Y、Z、W原子序数依次增大,且均位于X的下一周期,即第二周期,则Y为C元素,Z为O元素,W为F元素;元素E的原子比W原子多8个电子,则E为Cl元素,综合以上分析可知,X、Y、Z、W、E分别为H、C、O、F、Cl元素。氯元素非金属性较强,其最高价氧化物的水化物HClO4是一种强酸,故A正确;同一周期元素从左到右非金属性逐渐增强,所以非金属性F>O>C,故B正确;同一周期元素从左到右原子半径逐渐减小,同一主族元素从上到下原子半径逐渐增大,电子层数越多半径越大,所以原子半径Cl>C>F,故C错误;OF2中,F为-1价,则O的化合价为+2价,故D正确。4.(双选)(2021·河北卷,11)下图所示的两种化合物可应用于阻燃材料和生物材料的合成。其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,X和Z同主族,Y原子序数为W原子价电子数的3倍。下列说法正确的是(CD)A.X和Z的最高化合价均为+7价B.HX和HZ在水中均为强酸,电子式可表示为H··C.四种元素中,Y原子半径最大,X原子半径最小D.Z、W和氢三种元素可形成同时含有离子键和共价键的化合物解析:由题图和题意可知,X和Z分别是F、Cl;又因Y原子序数为W原子价电子数的3倍且题给化合物中Y、W分别可形成5个、3个共价键,故W、Y分别为N、P。F只有-1、0两种价态,没有最高正价,A错误;HCl为强酸,HF为弱酸,B错误;根据元素周期律可知,四种元素原子半径由大到小的顺序为P>Cl>N>F,即Y>Z>W>X,C正确;Cl、N、H三种元素可形成离子化合物NH4Cl,其既含有离子键又含有共价键,D正确。5.(2021·湖南卷,7)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y的原子序数等于W与X的原子序数之和,Z的最外层电子数为K层的一半,W与X可形成原子个数比为2∶1的18e-分子。下列说法正确的是(B